Fiche de révision · Physique-chimie 4eLa tension électrique
3e trimestre · chapitre 11 sur 12
La tension, exprimée en volts, existe entre les bornes d'un dipôle et se mesure avec un voltmètre branché en dérivation.
L'essentiel à retenir
- Tension U en volts (V)
- Voltmètre en dérivation
- Borne V côté +, COM côté −
- Pile isolée : tension non nulle
- Secteur 230 V : danger
La leçon
1. La tension d'un générateur
La tension, notée U, existe entre les deux bornes d'un dipôle. Un générateur a une tension entre ses bornes même lorsqu'il n'est relié à rien. Un récepteur isolé, comme une lampe non branchée, a une tension nulle à ses bornes.
Exemple
Un voltmètre branché aux bornes d'une pile plate posée sur la table affiche environ 4,5 V ; aux bornes d'une lampe seule, il affiche 0 V.
2. Le volt et ses multiples
La tension s'exprime en volts (symbole V). On utilise aussi le millivolt (mV) pour les petites tensions et le kilovolt (kV) pour les très grandes.
1 V = 1 000 mV ; 1 kV = 1 000 V
Exemple
4,5 V = 4 500 mV ; 230 mV = 0,23 V ; 400 kV = 400 000 V.
3. Brancher un voltmètre
La tension se mesure avec un voltmètre, dont le symbole est un cercle contenant la lettre V. Il se branche en dérivation, c'est-à-dire directement aux bornes du dipôle étudié, sans ouvrir le circuit.
Exemple
Pour mesurer la tension aux bornes d'une lampe, on relie les deux fils du voltmètre aux deux bornes de la lampe, sans rien débrancher.
4. Utiliser un multimètre en voltmètre
On place le sélecteur dans la zone V⎓ (courant continu) et on utilise les bornes V et COM. La borne V est reliée du côté de la borne + du générateur, la borne COM du côté de la borne − ; sinon la valeur affichée est négative. On commence par le plus grand calibre, puis on prend le plus petit calibre supérieur à la valeur mesurée.
Exemple
Calibres 200 V, 20 V et 2 V. Sur 200 V, on lit 4,6 V : on passe sur 20 V, plus petit calibre supérieur à 4,6 V.
5. Fils et interrupteurs
La tension aux bornes d'un fil de connexion est pratiquement nulle, et celle aux bornes d'un interrupteur fermé est nulle. Dans un circuit en série simple, un interrupteur ouvert a à ses bornes la tension du générateur ; la lampe a alors une tension nulle.
Exemple
Pile de 4,5 V, lampe et interrupteur ouvert : U(interrupteur) = 4,5 V et U(lampe) = 0 V. On ferme : U(interrupteur) = 0 V et la lampe s'allume.
6. Ordres de grandeur et danger
Pile bâton : 1,5 V ; pile plate : 4,5 V ; batterie de voiture : 12 V ; prise du secteur : 230 V ; lignes à haute tension : jusqu'à 400 kV. Une tension supérieure à environ 50 V peut être dangereuse pour le corps humain. On ne fait donc jamais d'expérience avec le secteur.
Exemple
Une ligne de 400 kV a une tension environ 400 000 ÷ 230 ≈ 1 700 fois plus grande que celle d'une prise.
La méthode
Comment mesurer une tension avec un multimètre
- Place le sélecteur dans la zone V⎓, sur le plus grand calibre.
- Branche un fil sur la borne V et un fil sur la borne COM.
- Relie ces fils aux deux bornes du dipôle, sans ouvrir le circuit : V du côté de la borne + du générateur, COM du côté de la borne −.
- Lis la valeur, puis passe au plus petit calibre supérieur à cette valeur pour plus de précision.
- Écris le résultat avec son unité (V ou mV).
Pièges à éviter
- Ne confonds pas tension et intensité : la tension se mesure en dérivation, en volts ; l'intensité en série, en ampères.
- Un interrupteur ouvert n'a pas une tension nulle : dans un circuit en série simple, il a à ses bornes toute la tension du générateur.
- Une pile non branchée a quand même une tension à ses bornes : pas besoin de courant pour qu'elle existe.
Vocabulaire
- Tension
- Grandeur notée U, existant entre deux bornes, exprimée en volts.
- Volt
- Unité de tension, de symbole V.
- Voltmètre
- Appareil de mesure de la tension, branché en dérivation.
- Branchement en dérivation
- Branchement aux deux bornes d'un dipôle, sans ouvrir le circuit.
- Calibre
- Valeur maximale qu'un appareil de mesure peut afficher sur une position.
- Kilovolt
- Mille volts : 1 kV = 1 000 V.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Quelle est l'unité de la tension électrique ?
Le volt, de symbole V. On utilise aussi le millivolt (mV) et le kilovolt (kV).
Comment branche-t-on un voltmètre ?
En dérivation, directement aux bornes du dipôle, sans ouvrir le circuit.
Quelles bornes du multimètre utilise-t-on pour mesurer une tension ?
La borne V, reliée du côté de la borne + du générateur, et la borne COM, du côté de la borne −.
La suite dans Réviz
4 autres questions, 5 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Savoir qu'il existe une tension aux bornes d'un générateur, même lorsqu'il n'est pas branché
- Connaître l'unité de tension, le volt (V), et convertir V, mV et kV
- Brancher un voltmètre en dérivation aux bornes d'un dipôle et connaître son symbole
- Utiliser correctement un multimètre en voltmètre (bornes V et COM, choix du calibre)
- Connaître la tension aux bornes d'un fil, d'un interrupteur ouvert ou fermé
- Connaître des ordres de grandeur de tensions et les dangers du secteur
Référence : Physique-chimie cycle 4, partie habituellement traitée en 4e (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.